高速液体クロマトグラフィーを利用した糖鎖間相互作用に関する研究

本研究では、レゾルシンの8個の水酸基部分が全て糖鎖に置換され、糖鎖が高度に集合している糖クラスター部位を有するレゾルシン環状四量体をホスト分子、また、主たる分析手段を高速液体クロマトグラフィーとして研究を行った結果、今年度は以下に述べる研究成果が得られた。1.糖鎖部分を変えた糖クラスターホスト被覆カラムの調製とキャラクタリゼーション前年度とは異なる糖鎖を有する糖クラスターホスト分子を合成し、シリカーODSカラムへ被覆することを可能とした。ただし、測定する際は水そのものより極性が低い、水-メタノール混合溶媒系を用いる必要がある。また、ホスト分子の剥離量よりホストの被覆を確認し、同時に被覆率を算出した。2.糖鎖部分を変えた糖クラスターホスト被覆カラムによる糖類の分離特性糖クラスターホスト被覆カラムを用いて糖類の保持時間を測定した。用いた糖類は、単糖類(アルドペントース・アルドヘキソース・デオキシ糖・アミノ糖・グリコシド類)、二糖類、オリゴ糖類である。ホストを被覆していないODSカラムとの保持時間を比較したところ、殆どの糖類でODSカラムよりも保持時間が増大し、同時に糖類によって保持時間に大きな違いを生ずることが分った。このような保持時間の増大は吸着型分離機構に基づくことから、糖クラスターホスト分子は、極性溶媒中で糖類と水素結合により相互作用できることが明らかとなった。このことは、糖類の水酸基数が増すほど保持時間が増加することや、同一の水酸基数の糖類でも水酸基の立体的な配置の違いが保持時間差に現れることからも支持される。一方、同一の試料であっても、糖クラスター部分の糖構造を変えた場合、保持時間に違いが生じることを見出した。これからも、糖鎖によって糖類の分子認識が発現することが明らかとなった。3.糖クラスターホスト被覆によるヌクレオシド類の分離特性生体内の糖レセプターであるレクチンは、その結合部位に窒素配位子が多く存在していることから、糖クラスターによってヌクレオシド類を極性溶媒中で認識できないか検討したところ、やはり保持時間の増大が見られ、その際、より多くの結合部位を有するプリン骨格を有するものほどその傾向が大きいことが分った。4.計算化学的手法による結果の考察MOPACとMM2の計算化学により、相互作用力と分子構造との関連を検討した。しかしながら、水素結合に関して有効な計算が再現できなかったため、ホスト分子とゲスト分子の有効な相互作用と構造との明瞭な関連は見出されなかった。しかしながら、糖分子単独の構造最適化計算とCPKモデルによる考察より、一部の糖の保持時間が増大することの原因が説明できる可能性を見出した。

本研究では、レゾルシンの8個の水酸基部分が全て糖鎖に置換され、糖鎖が高度に集合している糖クラスター部位を有するレゾルシン環状四量体をホスト分子、また、主たる分析手段を高速液体クロマトグラフィーとして研究を行った結果、今年度は以下に述べる研究成果が得られた。1.糖鎖部分を変えた糖クラスターホスト被覆カラムの調製とキャラクタリゼーション前年度とは異なる糖鎖を有する糖クラスターホスト分子を合成し、シリカーODSカラムへ被覆することを可能とした。ただし、測定する際は水そのものより極性が低い、水-メタノール混合溶媒系を用いる必要がある。また、ホスト分子の剥離量よりホストの被覆を確認し、同時に被覆率を算出した。2.糖鎖部分を変えた糖クラスターホスト被覆カラムによる糖類の分離特性糖クラスターホスト被覆カラムを用いて糖類の保持時間を測定した。用いた糖類は、単糖類(アルドペントース・アルドヘキソース・デオキシ糖・アミノ糖・グリコシド類)、二糖類、オリゴ糖類である。ホストを被覆していないODSカラムとの保持時間を比較したところ、殆どの糖類でODSカラムよりも保持時間が増大し、同時に糖類によって保持時間に大きな違いを生ずることが分った。このような保持時間の増大は吸着型分離機構に基づくことから、糖クラスターホスト分子は、極性溶媒中で糖類と水素結合により相互作用できることが明らかとなった。このことは、糖類の水酸基数が増すほど保持時間が増加することや、同一の水酸基数の糖類でも水酸基の立体的な配置の違いが保持時間差に現れることからも支持される。一方、同一の試料であっても、糖クラスター部分の糖構造を変えた場合、保持時間に違いが生じることを見出した。これからも、糖鎖によって糖類の分子認識が発現することが明らかとなった。3.糖クラスターホスト被覆によるヌクレオシド類の分離特性生体内の糖レセプターであるレクチンは、その結合部位に窒素配位子が多く存在していることから、糖クラスターによってヌクレオシド類を極性溶媒中で認識できないか検討したところ、やはり保持時間の増大が見られ、その際、より多くの結合部位を有するプリン骨格を有するものほどその傾向が大きいことが分った。4.計算化学的手法による結果の考察MOPACとMM2の計算化学により、相互作用力と分子構造との関連を検討した。しかしながら、水素結合に関して有効な計算が再現できなかったため、ホスト分子とゲスト分子の有効な相互作用と構造との明瞭な関連は見出されなかった。しかしながら、糖分子単独の構造最適化計算とCPKモデルによる考察より、一部の糖の保持時間が増大することの原因が説明できる可能性を見出した。